Simulaciones por ordenador muestran cómo el carbono profundo podría regresar a la superficie de la Tierra

Simulaciones por ordenador muestran cómo el carbono profundo podría regresar a la superficie de la Tierra

Los compuestos de carbono son la base de la vida, proporcionan la mayor parte de nuestros combustibles y contribuyen al cambio climático. El ciclo del carbono a través de los océanos

Simulaciones por ordenador de agua bajo una presión extrema están ayudando a entender cómo los geoquímicos de carbono podrían ser reciclados a partir de cientos de kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra, según una investigación realizada por expertos de la Universidad de California en Davis y la Universidad Johns Hopkins, ambas en Estados Unidos, publicada este domingo en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.
   Los compuestos de carbono son la base de la vida, proporcionan la mayor parte de nuestros combustibles y contribuyen al cambio climático. El ciclo del carbono a través de los océanos, la atmósfera y la corteza superficial de la Tierra ha sido intensamente estudiado, pero se sabe poco acerca de lo que ocurre con el carbono en la profundidad de la Tierra, según resaltan los investigadores de este estudio.
   "Estamos tratando de entender más acerca de si el carbono se puede transportar en el interior terrestre a través de los fluidos ricos en agua", explicó el coautor Dimitri Sverjensky, profesor de Ciencias Terrestres y Planetarias en la Universidad Johns Hopkins. Hay un montón de agua en el manto, la capa del planeta se extiende cientos de kilómetros por debajo de la corteza terrestre, pero poco se sabe acerca de cómo se comporta el agua en las condiciones extremas allí, donde las presiones ejecutan centenares de toneladas por pulgada cuadrada y las temperaturas son de más de 1.370 grados centígrados.
   Los experimentos que reproducen estas condiciones son muy difíciles de hacer, dijo Giulia Galli, profesor de Química y Física en la Universidad de California en Davis y coautora del artículo. Los geoquímicos tienen modelos para entender la Tierra profunda, pero han carecido de un parámetro crucial para el agua en estas condiciones: la constante dieléctrica, lo que determina la facilidad con que los minerales se disuelven en agua.
   "Cuando las personas usan modelos para entender la Tierra, tienen que poner la constante dieléctrica del agua, pero no hay datos en estas profundidades", dijo Galli, que colabora con Sverjensky en el Observatorio de Carbono Profundo, apoyados por la 'Alfred P. Sloan Foundation', que busca entender el papel del carbón en la química y la biología en lo profundo de la Tierra.
   Los investigadores han especulado con que el carbono, atrapado en forma de carbonato en las conchas de las criaturas marinas diminutas, se hunde hasta el fondo del océano y se deja llevar en el manto sobre placas de la corteza, luego se recicla y se escapa a través de los volcanes, según Sverjensky. Pero no ha habido ningún mecanismo para explicar cómo esto podría suceder.
   Ding Pan, investigador postdoctoral en la Universidad de California en Davis, utilizó simulaciones por ordenador de agua para predecir cómo se comporta el agua bajo extrema presión y temperatura. Las simulaciones mostraron
cambios constantes dieléctricos, por lo que investigadores predijeron que el carbonato de magnesio, que es insoluble en la superficie de la Tierra, al menos parcialmente se disuelve en agua a esa profundidad.
   "Se ha pensado que esto sigue siendo sólido, pero encontramos que al menos una parte se puede disolver y podría regresar a la superficie, posiblemente a través de los volcanes --dijo Sverjensky--. En escalas de tiempo geológicas, una gran cantidad de material puede moverse de esta manera". Sverjensky señaló que el trabajo de modelo nuevo es un "primer paso" para la comprensión de cómo el carbono de las profundidades de la Tierra puede volver a la superficie.